(57)【要約】【課題】本発明は、比較的簡単な構成によりバルブリフト量や開弁期間を調整し、開弁時期よりも閉弁時期の大きな可変が行える内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】本発明は、バルブ５を開閉するロッカアーム機構１９として、ロッカシャフト１１に揺動自在に支持された第１アーム２５と、カム１５により駆動されロッカシャフト側を支点として揺動する第２アーム３５と、ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸１３に揺動自在に設けられ、第２アームの支点移動がもたらす姿勢変化でカム位相を可変させ第１アームを駆動する第３アーム４５と、第２アームの支点を変位させる可変機構４４とを有して、単一のロッカアーム機構でカム位相を可変させ、さらにスプリング部材６１により第３アームを介して第２アームをカム側へ常時付勢する構成とした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に回転自在に設けられたカムシャフトと、
前記カムシャフトと並行に配置されて前記内燃機関に設けられたロッカシャフトと、
前記カムシャフトに形成されたカムにより駆動されてバルブを開閉するロッカアーム機構と
を有する内燃機関の可変動弁装置において、
前記ロッカアーム機構は、
前記ロッカシャフトに揺動自在に支持されバルブを駆動可能な第１アームと、
前記カムと当接して該カムにより駆動され前記ロッカシャフト側を支点として揺動する第２アームと、
前記ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ、前記第２アームの変位を受け、前記第２アームの支点移動がもたらす該第２アームの姿勢変化にしたがい、前記カムの位相を可変させて前記第１アームを駆動する第３アームと、
前記カムとの当接位置を該カムの移動方向前後へ変位させるべく、前記第２アームの前記ロッカシャフト側の前記支点を変位させる可変機構と、
前記第２アームを前記カムへ密接させるべく、前記第３アームを介して前記第２アームを前記カム側へ常時付勢するスプリング部材と
を有して構成されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記スプリング部材は、前記第３アームを下方から上方に向って付勢するように設置してあることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記第１〜第３アームは、変位や駆動力を伝達する各当接部分が同一平面上に並ぶように配置され、
前記スプリング部材は、前記当接部分が並んだ同一平面上に配置されて、前記第３アームを付勢するように設置してある
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記ロッカアーム機構は、前記カムシャフトに形成された吸気用カムによって吸気バルブを駆動する吸気用ロッカアーム機構で構成され、
さらに、ロッカアーム機構は、前記カムシャフトを挟んで、前記吸気用ロッカアーム機構と反対側に、前記カムシャフト形成された排気用カムによって複数の排気バルブを駆動する一対のロッカアームを有し、
前記スプリング部材は、前記排気バルブ間又はロッカアーム間に配置されて、前記吸気用ロッカアーム機構の第３アームを下方から上方へ向って付勢するようにしてある
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記第３アームは、前記第１アームを駆動するべく前記第１アームと接する伝達面部を有し、
前記伝達面部は、前記支持軸の中心からの距離が変化する変換部を備え、
前記当接位置の変位がもたらす前記第２アームの姿勢変化から、前記支持軸から前記伝達面部までの距離を変化させて、前記第１アームに伝わるカムの位相が、前記バルブのバルブリフト量と共に連続的に可変されるようにしてある
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気あるいは排気バルブの駆動位相を可変可能とした内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に搭載されるエンジン（内燃機関）の多くは、エンジンの排出ガス対策や燃費低減などの理由から、可変動弁装置を搭載して、自動車の運転状態に応じ、吸・排気バルブの位相（開閉タイミング）を変化させることが行われている。
【０００３】
このような可変動弁装置には、カムシャフトに形成されているカムの位相を、一旦、ベース円区間とリフト区間とが連なる往復式のカムに置き換える往復カム式構造がある。同構造の多くは、往復式カムに置き換えたベース円区間とリフト区間との比率を可変させるロッカアーム機構を採用して、同比率を自動車の運転状態に応じて変化させる構造が用いられている（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特許第３２４５４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンでは、燃費低減のために、ポンピングロスを低減させることが求められている。
【０００５】
ところで、ポンピングロスの低減を考慮した場合、吸気バルブの位相を変化させるときは、開弁時期をほぼ揃えて、位相（開閉タイミング）を可変することが望ましい（ロスなく吸入空気が気筒内へ吸入される状況をつくることによる）。
【０００６】
ところが、特許文献１に示される可変動弁装置は、単にカムシャフトのカム位相を往復式カムに置き換える構造上、得られるカム位相の可変は、最大リフト量となる部分がほぼ揃いながら、開弁時期と閉弁時期とが変化するようになる。
【０００７】
そこで、このような往復式の可変動弁装置を搭載したエンジンでは、別途、これとは方式の異なる可変動弁装置、具体的には油圧力でカム自身を進角や遅角方向に変位させる方式の可変動弁装置を併用して、開弁時期をほぼ揃えるように吸気バルブの位相を可変させて、ポンピングロスを低減させている。
【０００８】
しかしながら、このような異なる方式の可変動弁装置の手助けを受けて、バルブの位相を可変したのでは、複数の可変動弁装置を併用するために、両方の可変システムを同時に正しく制御する必要があると共に、位相可変量も大きくする必要があるため、応答性や可変量が不足し、十分な燃費の改善が図れないおそれがあるといった問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、比較的簡単な構成によりバルブリフト量や開弁期間を調整し、開弁時期よりも閉弁時期の大きな可変が行える内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、カムシャフトに形成されたカムにより駆動されてバルブを開閉するロッカアーム機構には、ロッカシャフトに揺動自在に支持されバルブを駆動可能な第１アームと、カムにより駆動されてロッカシャフト側を支点として揺動する第２アームと、ロッカシャフトの近傍に配置された支持軸に揺動自在に設けられ、第２アームの変位を受け第２アームの支点移動がもたらす姿勢変化によりカムの位相を可変させて第１アームを駆動する第３アームと、カムとの当接位置を該カムの移動方向前後へ変位させるべく第２アームのロッカシャフト側の支点を変位させる可変機構と、第２アームをカムへ密接させるべく、第３アームを介して第２アームをカム側へ常時付勢するスプリング部材とを有した構成を採用した。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、さらに上記目的に加え、可変動弁装置のコンパク化が図れるよう、スプリング部材は、第３アームを下方から上方に向って付勢するように設置した構成を採用した。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、さらに上記目的に加え、アーム同士を密接させる機能が最大限に発揮されるよう、第１〜第３アームは、変位や駆動力を伝達する各当接部分が同一平面上に並ぶように配置して、第３アームを付勢する構成としたことにある。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、さらに上記目的に加え、スプリング部材が空きスペースを活用して設置されるよう、ロッカアーム機構は、カムシャフトに形成された吸気用カムによって吸気バルブを駆動する吸気用ロッカアーム機構と、カムシャフトを挟んで、吸気用ロッカアーム機構と反対側に、カムシャフト形成された排気用カムによって複数の排気バルブを駆動する一対のロッカアームを有したＳＯＨＣ式とし、吸気用ロッカアーム機構のスプリング部材が排気バルブ間又はロッカアーム間に配置される構成とした。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、さらに上記目的に加え、開弁時期より閉弁時期を大きく可変し連続的にバルブの開閉タイミングおよびバルブのリフト量の可変が行われるよう、第３アームには、第１アームを駆動するべく第１アームと接する伝達面部を有し、同伝達面部を、支持軸の中心からの距離が変化する変換部を備えた構成にして、当接位置の変位がもたらす第２アームの姿勢変化により、支持軸から伝達面部までの距離を変化させて、第１アームに伝わるカムの位相が、吸気又は排気バルブのバルブリフト量と共に連続的に変わるようにした。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、第１〜第３アームを組み合わせた簡素な単一のロッカアーム機構で、ポンピングロスの低減に優れた効果をもたらすべく、開弁時期よりも閉弁時期を大きく可変することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明よれば、各アームの相互を密接させるスプリング部材は、第３アームを下方から上方へ付勢することによって、第３アームから下側に配置されるから、ロッカアーム機構の高さ寸法は抑えられ、可変動弁装置のコンパクト化が図れる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加え、スプリング部材の付勢力が、合理的に第３アームから第１アーム、第２アームの当接部へ伝達されるから、常に安定した揺動動作が約束できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加え、ＳＯＨＣ式内燃機関で空スペースとなる排気バルブ間、ロッカアーム間にスプリング部材が設置されるので、一層、コンパクトにスプリング部材を設置することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、上記効果に加え、開弁時期をほぼ揃えながらカム位相の連続的な可変、さらにはバルブリフトの連続的な可変ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［一実施形態］
以下、本発明を図１〜図９に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００２１】
図１は、内燃機関、例えば複数気筒が直列に並ぶレシプロ式ガソリンエンジンのシリンダヘッド１の断面図、図２は、同シリンダヘッド１の図１とは異なる地点における断面図を示している。このシリンダヘッド１の下面には、気筒の配列にならって燃焼室２が長手方向に沿って形成されている。これら燃焼室２毎に、例えば２個づつ（一対）、吸気ポート３および排気ポート４（片側しか図示せず）が設けてある。さらにシリンダヘッド１の上部には、吸気ポート３を開閉する吸気バルブ５（往復バルブで構成される）、排気ポート４を開閉する排気バルブ６（往復バルブで構成される）がそれぞれ組付けられている。なお、複数の吸気バルブ５、複数の排気バルブ６には、いずれもバルブスプリング７で閉方向に付勢される常閉式が用いてある。またシリンダヘッド１の上部には、複数の吸気バルブ５、複数の排気バルブ６を駆動させる動弁系、例えばＳＯＨＣ式の動弁系８が搭載されている。
【００２２】
図３にはこの動弁系８の平面図が示され。図４には同動弁系８を分解した斜視図が示されている。
【００２３】
この動弁系８について説明すると、１０は、燃焼室２の頭上にシリンダヘッド１の長手方向に回転自在に配設されたカムシャフト、１１は、このカムシャフト１０を挟む上部片側（シリンダヘッド幅方向片側）で上記カムシャフト１０とほぼ平行に配置されて支持された回動可能な吸気側のロッカシャフト、１２は、その反対側に上記カムシャフト１０とほぼ平行に配設（固定）された排気側のロッカシャフト、１３は、ロッカシャフト１０の近傍、例えばロッカシャフト１１とロッカシャフト１２間の上側の地点に、上記カムシャフト１０とほぼ平行に配設（固定）された支持シャフト（本願の支持軸に相当）を示す。カムシャフト１０は、エンジンのクランク出力により、図１中の矢印方向に沿って回転駆動される部品である。このカムシャフト１０には、燃焼室２毎、吸気用カム１５（１つ）と排気用カム１６（２つ）が形成されている。具体的には、吸気用カム１５は燃焼室２の頭上中央となるシャフト部分に形成され、排気用カム１６はその吸気用カム１５を挟む両側の部分にそれぞれ形成してある（図３に図示）。
【００２４】
このうち排気側のロッカシャフト１２には、排気用カム１６毎（排気バルブ６毎）、排気バルブ６駆動用の一対のロッカアーム１８（片側しか図示せず）がそれぞれ回動自在に設けられている。これらロッカアーム１８は、いずれも図２および図４に示されるようにロッカアーム１８で回動自在に支持される部分、例えばロッカシャフト支持用ボス２２を有し、同支持用ボス２２を挟んだカムシャフト１０側の端部（一端部）に、当接子となるローラ部材２３を回転自在に有し、反対側の端部（他端部）に、排気バルブ５の駆動をなす駆動部分、例えばアジャストスクリュ部２４を有した構造が用いられている。そして、各ロッカアーム１８のローラ部材２３がそれぞれ排気用カム１６のカム面と転接し、反対側のアジャストスクリュ部２７がそれぞれシリンダヘッド１の上部から突き出ている排気バルブ６の上部端（バルブステム端）に配置されている。
【００２５】
また吸気側のロッカシャフト１１には、吸気用カム１５毎に、複数（一対）の吸気バルブ５を一緒に駆動するロッカアーム機構１９が設けられている。このロッカアーム機構１９、さらには上記一対のロッカアーム１８により、各吸気用カム１５、排気用カム１６が回転されると、所定の燃焼サイクル（例えば吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程の４サイクル）が得られるタイミングで、吸気バルブ５、排気バルブ６が開閉されるようにしてある。
【００２６】
この吸気側のロッカアーム機構１９には可変動弁装置２０が採用されている。同可変動弁装置２０を説明すると、同装置２０を構成するロッカアーム機構１９には、図１〜図４に示されるようにロッカシャフト１１に揺動自在に支持されるロッカアーム２５（第１アームに相当）と、吸気用カム１５で駆動されるセンタロッカアーム３５（第２アームに相当）と、支持シャフト１３に揺動自在に支持されるスイングカム４５（第３アームに相当）とを組み合わせた構造が用いられている。
【００２７】
このうちロッカアーム２５には、例えば図４に示されるような複数（一対）の吸気バルブ５へ変位を伝える部分を二股形状にした構造が採用されている。例えばロッカアーム２５は、中央に筒状のロッカシャフト支持用ボス２６を有し、そのボス２６を挟んだ一端側に、吸気バルブ５の駆動をなす駆動部分、例えばアジャストスクリュ部２７をもつ一対のロッカアーム片２９を並行に配置し、これらロッカアーム片２９の他端部間に、当接子となるローラ部材３０を回転自在に挟み込んだ構造が用いられている。なお、３２はローラ部材３０を回転自在に枢支するための短シャフトを示す。そして、図１に示されるように、組み上げられたロッカアーム２５の各ロッカシャフト支持用ボス２６がロッカシャフト１１に揺動自在に嵌挿され、ローラ部材３０をシリンダヘッド１の中央側に向け、残るアジャストスクリュ部２７をそれぞれシリンダヘッド１の上部から突き出ている吸気バルブ５の上部端（バルブステム端）に配置させてある。
【００２８】
またセンタロッカアーム３５には、図１および図４に示されるように吸気用カム１５のカム面と転接する転接子、例えばカムフォロア３６と、同カムフォロア３６を回転自在に支持する枠形のホルダ部３７とをもつ、ほぼＬ形部材が用いられている。具体的には、センタロッカアーム３５は、カムフォロア３６を中心として、ホルダ部３７から上方、具体的にはロッカシャフト１１と支持シャフト１３間へ向かって柱状に延びる中継用アーム部３８と、ホルダ部３７の側部から、一対のロッカアーム片２９間に露出するロッカシャフト部分１１ａ（図５〜図８に図示）の下側へ延びる平板状の支点用アーム部３９とを有して、Ｌ形に形成してある。そして、中継用アーム部３８の先端（上端面）には、スイングカム４５へ変位を伝える中継面として、例えばロッカシャフト１１側が低く、支持シャフト１３側が高くなるよう傾斜させた傾斜面４０が形成してある。残る支点用アーム部３９の先端部は、ロッカシャフト部分１１ａに支持されている。この支持には、例えば図１、図２、図４〜図８に示されるようにロッカシャフト部分１１ａに、支点用アーム部３９と組み合うピン部材４１を直径方向（径方向）に組付けた構造が用いられている。すなわち、ピン部材４１には、下端部に球面状部４１ａが形成され、外周面におねじ部４１ｃが形成された部品が用いられている。このピン部材４１は、ロッカシャフト部分１１ａの上側に形成された据付座１１ｂ（例えば切欠部よりなる）から下側（径方向）へ貫通するよう、支点用アーム部３９の先端部に向って進退可能に螺挿、さらには据付座１１ｂ上から突き出た端部をロック用ナット４１ｂで締め付けることによって、ロッカシャフト部分１１ａに固定してある。なお、図示はしないが、ロッカシャフト部分４１ｃのピン部材４１が貫通する通孔はねじ孔で形成されている。そして、ロッカシャフト部分１１ｂの下端部から突き出たピン端部は、支点用アーム部３９に支持させてある。具体的には、支点用アーム部３９の先端部上面には、ロッカシャフト部分１１ａから突き出た球面状部４１ａと回動（可動）可能に嵌まり合う半球面状の受け部４２が形成されていて、同支持によりカムフォロア３６が吸気用カム１５で駆動されると、センタロッカアーム３５が、ロッカシャフト１１側を支点、すなわち球面状部４１ａと受け部４２とが嵌まり合うピボット部を支点に、上下方向へ揺動するようにしてある。
【００２９】
またロッカシャフト１１の端部には、制御アクチュエータとして、例えば制御用モータ４３（図４のみ図示）が接続されていて、制御用モータ４３の作動により、ロッカシャフト１１を所望に回動変位、例えば図５および図６に示されるピン部材４１が略垂直方向に配置された姿勢から、図７および図８に示されるカムシャフト回転方向へ傾いた姿勢までの範囲で回動変位できるようにしている。つまり、制御モータ４３、ピボット支持構造で構成される支点移動機構４４（本願の可変機構に相当）により、センタロッカアーム３５のロッカシャフト１１側の支点を、同シャフト１１の軸方向と交差する方向に移動（変位）できるようにしている。この移動がもたらすセンタロッカアーム３５の位置ずれを利用して、図５〜図８に示されるようにカムフォロア３６の吸気用カム１５に対する転接位置（当接位置）が可変、すなわち吸気用カム１５の回転方向前後へ変位できるようにしている。
【００３０】
一方、スイングカム４５は、図１、図３および図４に示されるように支持シャフト１３に回動自在に嵌挿される筒状のボス部４６と、同ボス部４６からローラ部材３０（ロッカアーム２５）へ向って延びるアーム部４７と、同アーム部４７の下部に形成した変位受け部４８とを有して形成されている。このうちアーム部４７の先端には、ロッカアーム２５へ変位を伝える伝達面部として、例えば上下方向に延びるカム面４９が形成されている。このカム面４９がロッカアーム２５のローラ部材３０の外周面に転接させてある。また変位受け部４８には、例えば図４に示されるようにアーム部４７の下部のうち、カムシャフト１０の直上となる下面部分に凹陥部５１を形成し、同凹陥部５１内に、シャフト１０，１１，１２と同じ向きで、短シャフト５２を回転自在に収めた構造が用いられている。さらに述べれば、凹陥部５１の開放部から露出する短シャフト５２の下部には、凹部５３が形成されていて、同凹部５３内に中継用アーム部３８（センタロッカアーム３５）の先端部が摺動自在に差し込まれている。また凹部５３の底面には、傾斜面４０をスライド可能に受け止める平面状の受け面５３ａが形成されている。
【００３１】
つまり、スイングカム４５は、センタロッカアーム３５の揺動変位を受けると、支持シャフト１３が支点Ｘとし、凹部５３をセンタロッカアーム３５からの荷重が作用する作用点Ｙとし、カム面４９がロッカアーム２５を駆動させる力点Ｚとして、周期的に揺動する構造にしてあると同時に、カムフォロア３６が吸気用カム１５の所定位置から進角方向や遅角方向へ変位（センタロッカアーム３５が吸気用カム１５の移動方向前後へ変位）すると、該変位に伴うスイングアーム４５の姿勢の変化から、吸気用カム１５の位相が進角方向（あるいは遅角方向）へずれるようにしてある。
【００３２】
またカム面４９には、例えば支持シャフト１３の中心からの距離が変化する曲面（本願の変換部）が用いられている。これには、例えば図１中に示されるようにカム面４９の上部側をベース円区間α、すなわち図１中に示されるように支持シャフト１３の軸心を中心とした円弧面で形成された区間とし、下部側をリフト区間β、すなわち上記円弧に連続した反対向きの円弧面及びさらに反対向きの円弧面、例えば吸気用カム１５のリフト域のカム形状と同じような円弧面で形成された区間とした曲面が用いられている。このカム面４９により、カムフォロア３６が吸気用カム１５の所定位置から進角方向へ変位（センタロッカアーム３５の支点位置が変位）すると、ローラ部材３０が接するカム面４９の領域が変化、詳しくはローラ部材３０が行き交うベース円区間αとリフト区間βの比率が変化するようにしてある。この進角方向の位相変化を伴いながら行われる区間α，βの比率の変化により、吸気バルブ５の開閉タイミングが開弁時期よりも閉弁時期を大きく可変すると共に連続的に開弁時期が可変されたり、同時に吸気バルブ５のバルブリフト量が連続的に可変されたりしている。
【００３３】
またピン部材４１の上端部には、回動操作を受ける受け部として例えばプラス形の凹部５５（図４にのみ図示）が形成されている。このピン部材４１の凹部５５と、先に述べたピン部材４１の螺挿構造と、先に述べたピン部材４１をロックするナット４１ｂとにより、吸気バルブ５の開弁時期を気筒毎に調整できるようにしている。
【００３４】
他方、図１〜図４中、５８は、ロッカアーム機構１９の各アーム間を密接、すなわち吸気カム１５、センタロッカアーム３５およびスイングカム４５の相互間を密接する方向に付勢するためのプッシャである。プッシャ５８は、例えば図２〜図４に示されるように上端部が開口した縦型の有底筒状のホルダ部５９と、同ホルダ部材５９の開口部に上下動自在に嵌挿された下端が開放した有底筒状の可動部６０と、ホルダ部５９内に該ホルダ部５９の内底面と可動部６０の内底面との間に渡り収められたスプリング部材、例えばコイルスプリング６１とを有して構成されている。このプッシャ５８が、スイングカム４５を下方から上方へ向かい付勢する姿勢で、シリンダブロック１上に据付けられている。すなわち、プッシャ５８は、例えばボス部４６の外周面からアーム部４７とは反対側へ向って突き出るように形成されたリブ状の受け部６７とその下側のシリンダヘッド１上面部分に形成された台部６８との間に取付けられている。具体的にはプッシャ５８は、例えば図２および図４に示されるようにホルダ部６１の一部に、例えばホルダ部５９の下部側へ延びる据付け脚６３を形成し、この据付け脚６３の中段部分に、支点用として、排気側のロッカシャフト１２と嵌合可能なＣ字状の嵌込み部６４を形成し、据付け脚６３の下段に、反力受用として受け座６５を形成した構造が用いられている。なお、受け座６５は、例えば据付け脚６３の先端部をホルダ部５９の下部側と並ぶ向きに曲げて形成してある。こうしたプッシャ５８が、可動部６０の先端面に形成されている突当て部６０ａを受け部６７の下面に突き当て、嵌込み部６４を受け部６７の直下のロッカシャフト１２部分に嵌合させ、ロッカシャフト１２部分の下側の台部６８上に受け座６５を載せた姿勢で、受け部６７とシリンダヘッド１上面との間に装着してある。なお、プッシャ５８は、ロッカシャフト１２を避けて取付けるために、ロッカシャフト１２側へ傾けて装着してある。さらにプッシャ５８は、プッシャ５８自身や嵌込み部６４や受け座６５や台部６８など各部の設定から、受け部６７と台部６８との間に取付けると、可動部６０が押込まれるようにしてある。これにより、コイルスプリング６１は、受け部６７と台部６８（シリンダヘッド１上面）との間にプッシャ５８が装着されるにしたがい圧縮変形されて、所要の付勢力が発生されるようにしてある。このコイルスプリング６１により、支点Ｘ側より、スイングカム４５を下方から上方へ向かう方向から付勢して、常時、各アーム同士を離れることがないよう密接させている（ロストモーション抑制のため）。この設置構造によりプッシャ５８（含むコイルスプリング６１）は、支持シャフト１３を挟み、ロッカアーム２５，センタロッカアーム３５，スイングカム４５が有る密集した地点とは反対側の空スペースの有る排気バルブ６側に配置させてある。さらにプッシャ５８（含むコイルスプリング６１）は、支点Ｘ，作用点Ｙ、力点Ｚ（いずれも吸気用カム１５の変位や同カム１５がもたらす駆動力を伝達する当接部分）が略同一平面に並んだ、ロッカアーム２５，センタロッカアーム３５，スイングカム４５（本願の第１〜第３アームに相当）の配置にならって、上記点Ｘ〜Ｚと共に略同一平面上に配置されている。この配置により、ＳＯＨＣ式の動弁系８において、空スペースとなる一対の排気バルブ６間や一対の排気バルブ６用のロッカアーム１８間を活用して、合理的にロッカアーム機構１９へ付勢力を与えるようにしている。
【００３５】
なお、図１中、７０は、吸気側のロッカアーム片２９，２９間を通じて、シリンダヘッド１に装着された点火プラグ（燃焼室２内の混合気を点火する機器）である。
【００３６】
つぎに、このように構成された可変動弁装置２０の作用を説明する。
【００３７】
まず、吸気バルブ５の開閉に伴うロッカアーム機構１９の動きについて説明すれば、今、カムシャフト１０が回転（矢印方向）しているとする。
【００３８】
このとき、センタロッカアーム３５のカムフォロア３６は、ロッカアーム片２９間に配置されている吸気用カム１５を受けていて、同カム１５のカムプロフィールにならい駆動される。すると、センタロッカアーム３５は、ロッカシャフト１１側のピボット部を支点として上下方向へ揺動される。この揺動変位が、センタロッカアーム３５の直上にあるスイングカム４５へ伝わる。
【００３９】
ここで、スイングカム４５は、一端部が支持シャフト１３で揺動自在に支持され、他端部がロッカアーム２５のローラ部材３０に転接されている。この状態から、下部に有る回転自在な短シャフト５２に形成した受け面５３ａで、中継用アーム部３８先端の傾斜面４０を受けている。これにより、スイングカム４５は、傾斜面４０をすべりながら、該傾斜面４０で押し上げられたり下降したりするといった挙動を繰り返す。このスイングカム４５の揺動により、カム面４９は上下方向へ駆動される。
【００４０】
このとき、カム面４９には、ローラ部材３０が転接しているから、カム面４９でローラ部材３０を周期的に押圧する。この押圧を受けてロッカアーム２５は、ロッカシャフト１１を支点に駆動（揺動）され、複数（一対）の吸気バルブ５を一度に開閉させる。
【００４１】
こうした運転中、制御モータ４３の作動により、ロッカシャフト１１を回動させ、例えば最大バルブリフト量が確保される地点に、センタロッカアーム３５の支点位置を移動させる。すると、支点位置の変位から、センタロッカアーム３５のカムフォロア３６は、吸気用カム１５上を変位して、スイングカム４５のカム面４９を垂直に近い角度（ベース円区間αにあるとき）となる姿勢に位置決められる。
【００４２】
これにより、カム面４９は、ローラ部材３０が行き交う領域（比率）が、最大のバルブリフト量をもたらす領域、すなわち図５に示される最も短いベース円区間αと図６に示される最も長いリフト区間βに設定される。すると、吸気バルブ５は、短いベース円区間αと最も長いリフト区間βとがなすカム面部分で駆動されるロッカアーム２５にしたがい、図９中のＡ１の線図に示されるような最大バルブリフト量、さらには所望とする開閉タイミングで開閉される。
【００４３】
この状態から、吸気用カム１５の位相を可変するときは、図７および図８に示されるように制御モータ４３の作動により、ロッカシャフト１１を最大バルブリフト量が確保される位置（図５および図６中のピン部材４１位置）から、時計方向へ回動させる。これにより、センタロッカアーム３５のピボット部（支点位置）は、カムシャフト１０側へずれる。
【００４４】
ここで、センタロッカアーム３５は、スイングアーム４５へ変位を伝える部分が、中継用アーム部３８の傾斜面４０と同傾斜面４０と面接触する短シャフト５２の受け面５３ａとにより形成され、吸気用カム１５を受ける部分が吸気用カム１５と転接するカムフォロア３６で形成されているから、上記変位（ずれ）を受けると、センタロッカアーム３５の全体は、カムフォロア３６の転接位置が吸気用カム１５の進角方向へ進むように変位（ずれ）する。この転接位置の変化により、可変しようとするカム位相の開弁時期が、ピボット部（支点位置）の可変量に応じて早まる。
【００４５】
また傾斜面４０も、支点の移動を受けて、当初の位置から受け面５３ａ上を進角方向へ変位（スライド）する。これにより、スイングカム４５は、図７および図８に示されるようにカム面４９が下側へ傾く姿勢に変わる。この傾きが大きくなるにしたがい、ローラ部材３０が行き交うカム面４９の領域は、ベース円区間αが次第に長く、リフト区間βが次第に短くなる比率の領域に変わる。そして、この可変したカム面４９のカムプロフィールがローラ部材３０へ伝達され、ロッカアーム２５を、開弁時期を早めながら揺動駆動する。これにより、吸気バルブ５の開閉タイミングは、センタロッカアーム３５の支点位置の移動にしたがい、図９中に示されるように最大バルブリフト量Ａ１から、ピン部材４１が傾くことで得られる最小バルブリフト量Ａ７まで、最大バルブリフト時とほぼ同じ開弁時期から開弁するタイミングを保ちながら、連続的に可変制御される。なお、図７および図８は、この可変制御のうち、最小バルブリフト量Ａ７にしたときの状態を示している。
【００４６】
したがって、ロッカアーム２５、センタロッカアーム３５およびスイングカム４５を組み合わせた単一のロッカアーム機構１９だけで、開弁時期よりも閉弁時期を大きく変化させ、開弁時期とバルブリフト量の連続的な可変ができる。しかも、吸気カム１５、センタロッカアーム３５、スイングカム４５の相互を密接されるプッシャ５８（含むコイルスプリング６１）は、スイングカム４５を下方から上方へ付勢するので、プッシャ５８はスイングカム４５から下側の地点に配置されるようになり、ロッカアーム機構１９の高さ寸法が抑えられる。そのため、可変動弁装置２０はコンパクトですみ、エンジンの低全高化が図れる利点を併せもつ。
【００４７】
そのうえ、プッシャ５８（含むコイルスプリング６１）は、当接部分が略同一平面上に並んだ吸気カム１５、センタロッカアーム３５、スイングカム４５にならって当該同一平面上に配置したので、プッシャ５８が発生する付勢力を、スイングカム４５から、合理的、さらにはアーム倒れをもたらすことなく、吸気カム１５やセンタロッカアーム３５へ伝達させることができ、吸気カム１５、センタロッカアーム３５、スイングカム４５同士を密接させる機能が最大限に発揮できる。つまり、常に安定したカム位相の可変動作が約束できる。
【００４８】
特にプッシャ５８（含むコイルスプリング６１）は、点火プラグ７０が吸気側のロッカアーム片２９，２９間に配置されるＳＯＨＣ式の動弁系８において、吸気バルブ５，５側とは反対側にある排気バルブ６，６間や一対のロッカアーム１８間の空スペース部分を活用して配置してあるので、一層、コンパクトにプッシャ５８の設置ができる。しかも、プッシャ５８の設置には、プッシャ先端をスイングカム４５に位置決め、同地点からシリンダヘッド１から途中の部分（中段部分：嵌込み部６４）を排気側のロッカシャフト１１に嵌合させ、下側部分（受け座６５）をシリンダヘッド１の上面に当てて反力を受けもつ構造が用いてあるので、プッシャ５８の実質的な固定は排気側のロッカシャフト１１に嵌める構造だけでよく、設置構造は簡単である。そのうえ、プッシャ５８に加わる荷重は、ロッカシャフト１１を支点にシリンダヘッド１に作用するだけなので、排気側のロッカシャフト１１に影響を与えずにすみ、動弁系８に無用な負担を強いずにすむ利点がある。また本発明に位相可変装置を併用しても、位相可変量は小さくてすむため、可変する応答遅れが生じず、十分な燃費の改善を図ることができる。
【００４９】
またスイングカム４５には、支持シャフト１３からカム面４９までの距離を変化させて、ロッカアーム２５へ伝わるカム位相をバルブリフト量と共に連続的に可変させる構造が用いてあるので、開弁時期よりも閉弁時期を大きく変化させながら連続的に吸気バルブ５の開閉時期およびバルブのリフト量の可変を同時に行うことができる。こうしたバルブリフト量、開閉タイミングの連続的な可変は、ロスを抑えながら吸入空気を気筒内へ吸入させることができ、特にポンピングロスの低減に優れた効果を発揮する。
【００５０】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変動弁装置を、同装置を搭載したシリンダヘッドと共に示す断面図。
【図２】プッシャが設置された地点でシリンダヘッドを断面した断面図。
【図３】可変動弁装置を含む吸・排気バルブの動弁系の平面図。
【図４】同可変動弁装置を含む吸・排気バルブの動弁系の分解斜視図。
【図５】同可変動弁装置の最大バルブリフト制御時におけるカム面のベース円区間にロッカアームの当接部があるときの状態を示す断面図。
【図６】同じくカム面のリフト区間にロッカアームの当接部があるときの状態を示す断面図。
【図７】同可変動弁装置の最小バルブリフト制御時におけるカム面のリフト区間にロッカアームの当接部があるときの状態を示す断面図。
【図８】同じくカム面のリフト区間にロッカアームの当接部があるときの状態を示す断面図。
【図９】同可変動弁装置の性能を示す線図。
【符号の説明】
【００５２】
５…吸気バルブ、６…排気バルブ、１０…カムシャフト、１１…吸気側のロッカシャフト、１２…排気側のロッカシャフト、１３…支持シャフト（支持軸）、１９…ロッカアーム機構、２０…可変動弁装置、２５…ロッカアーム（第１アーム）、３５…センタロッカアーム（第２アーム）、４４…支点移動機構（可変機構）、４５…スイングカム（第３アーム）、４９…カム面（伝達面部）、５８…プッシャ、６１…コイルスプリング（スプリング部材）、６３…据付け脚、６４…嵌込み部、６５…受け座、６７…受け部、７０…点火プラグ、α，β…ベース円区間，リフト区間（変換部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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